KIMIA DASAR

Dr. Eng. Widya Wijayanti

Pertemuan-3

TOPICSPENGANTAR ILMU KIMIA

a. Pengertian Ilmu kimiab. Penggolongan Materic. Sifat Fisik dan sifat Kimia

ATOM, MOLEKUL DAN IONa. Teori Atomb. Struktur Atomc. Nomor Atom,Nomor massa dan Isotopd. Tabel Periodike. Molekul dan Ionf. Rumus Kimiag. Penamaan Senyawa

Atom, Molekul dan Ion

Teori atom

Teori Atom Dalton (1808)

1. Unsur tersusun oleh partikel yang sangat kecil disebut atom. Semua atom pada unsur yang identik memiliki ukuran, massa dan sifat kimia yang sama. Atom suatu unsur berbeda dari atom unsur yang lainnya

2. Senyawa tersusun oleh atom dari satu atau lebih unsur. Jumlah relatif atom dari setiap unsur pada senyawa selalu sama.

3. Reaksi kimia hanya melibatkan penyusunan atom kembali. Atom tidak dapat dibentuk dan diciptakan melalui reaksi kimia.

Hipotesis pertama

Atom dari unsur yang satu berbeda dari atom dari semua unsur yang lain

Hipotesis kedua

• Untuk membentuk suatu senyawa, tidak hanya dibutuhkan atom dari unsur yang sesuai, tetapi jumlah yang spesifik dari atom2 ini

• Perluasan hukum Proust : HUKUM PERBANDINGAN TETAP Sampel yang berbeda dari senyawa yang sama mengandung unsur-unsur penyusunnya dengan perbandingan massa yang sama

• Contoh : CO2 dari sample yang berbeda mempunyai senyawa yang sama

• Maka, jika pebandingan massa unsur-unsur yang berbeda dalam suatu senyawa tertentu adalah tetap, maka perbandingan atom-atom dan unsur-unsur ini dalam senyawa harus tetap.

Senyawa mempunyai perbedaan dalam hal jumlah atom yang bergabung

8 X2Y16 X 8 Y+

2.1

Hipotesis ketiga

Materi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan

Struktur Atom

• Atom : unit terkecil dari suatu unsur yang dapat melakukan penggabungan kimia

• Menurut Dalton, atom tidak dapat dibagi lagi• 1850 : atom memiliki unsur internal, yaitu partikel subatom

(elektron, proton, neutron)

ELEKTRON

• 1890 : penellitian radiasi ( pemancaran dan perambatan energi dalam bentuk gelombang)

• Alat : tabung sinar katoda

J.J. Thomson, pengukuran massa/muatan e-

(1906 Pemenang Nobel bidang Fisika)2.2

• It is a glass tube from which most of the air has been evacuated.• When the two metal plates are connected to a high-voltage source, the

negatively charged plate, called the cathode, emits an invisible ray. • The cathode ray is drawn to the positively charged plate, called the anode,

where it passes through a hole and continues traveling to the other end of the tube.

• When the ray strikes the specially coated surface, it produces a strong fluorescence, or bright light In some experiments, two electrically charged plates and a magnet were added to the outside of the cathode ray tube.

• When the magnetic field is on and the electric field is off, the cathode ray strikes point A. When only the electric field is on, the ray strikes point C.

• When both the magnetic and the electric fields are off or when they are both on but balanced so that they cancel each other’s influence, the ray strikes point B.

• According to electromagnetic theory, a moving charged body behaves like a magnet and can interact with electric and magnetic fields through which it passes.

• Because the cathode ray is attracted by the plate bearing positive charges and repelled by the plate bearing negative charges, it must consist of negatively charged particles. We know these negatively charged particles as electrons.

Pengaruh batang magnet terhadap sinar katoda

muatan e- = -1.60 x 10-19 C

muatan/massa Thomson e- = -1.76 x 108 C/g

massa e- = 9.10 x 10-28 g

Pengukuran massa e-

(1923 Pemenang Nobel bidang Fisika)

Setiap orang mengetahui bilangan Avogadro!Namun dari mana asalnya?

• Bukan sekedar kebetulan ! Namun dengan cara PENGUKURAN.

• Satu cara yang lebih baik yaitu mengukur bilangan ini yaitu dengan Penelitian tetesan minyak Millikan

• Cara tersebut adl cara pengukuran yg lebih baik dgn menggunakan teknologi sinar X

• N = 6.02 x 10 23

Radioaktivitas

• In 1895, the German physicist Wilhelm Röntgen noticed that cathode rays caused glass and metals to emit very unusual rays

• This highly energetic radiation penetrated matter, darkened covered photographic plates, and caused a variety of substances to fluoresce. Because these rays could not be deflected by a magnet, they could not contain charged particles as cathode rays do. Röntgen called them X rays.

• Antoine Becquerel, began to study fluorescent properties of substances. Purely by accident, he found that exposing thickly wrapped photographic plates to a certain uranium compound caused them to darken, even without the stimulation of cathode rays. Like X rays, the rays from the uranium compound were highly energetic and could not be deflected by a magnet, but they differed from X rays because they were generated spontaneously.

• One of Becquerel’s students, Marie Curie, suggested the name radioactivity to describe this spontaneous emission of particles and/or radiation. Consequently, any element that spontaneously emits radiation is said to be radioactive.

Further investigation revealed that three types of rays are produced by the decay, or breakdown, of radioactive substances such as uranium. • Alpha () rays consist of positively charged particles, called

particles, and therefore are deflected by the positively charged plate.

• Beta () rays, or particles, are electrons and are deflected by the negatively charged plate.

• The third type of radioactive radiation consists of high energy rays called gamma () rays. Like X rays, rays have no charge and are not affected by an external electric or magnetic field.

(Uranium compound)2.2

Atom secara listrik bermuatan netral : harus mengandung muatan positip dan negatip dengan jumlah yang sama

Model atom roti kismis

Elektron2 menempel pada bola bermuatan positip dengan jumlah yang seragam

PROTON dan INTI

1. Muatan positif atoms terkonsentrasi pada inti2. proton (p) memiliki muatan berlawan (+) dari elektron (-)3. massa p : 1840 x massa e- (1.67 x 10-24 g)

a kecepatan partikel ~ 1.4 x 107 m/s(~5% kecepatan cahaya)

(1908 Pemenang Nobel bidang Kimia)

jari-jari atom ~ 100 pm = 1 x 10-10 m

Jari-jari inti ~ 5 x 10-3 pm = 5 x 10-15 m

Model Atom Rutherford

“jika atom merupakan “Houston Astrodome”, maka inti adalah kelereng berjarak 50 yard.”

Penelitian Chadwick (1932)

Atom H - 1 p; atom He - 2 p

massa He/massa H harusnya = 2

diukur massa He/massa H = 4

a + 9Be 1n + 12C + energi

neutron (n) adalah neutral (muatan = 0)

Massa n ~ massa p = 1.67 x 10-24 g

Partikel netral yang mempunyai massa sedikit lebih besar daripada massa proton

massa p = massa n = 1840 x massa e-

Massa dan muatan dari ketiga elemen partikel

Nomor atom, Nomor Massa, & Isotop

Nomor Atom (Z) = jumlah proton di dalam nukleus/inti

Nomor massa (A) = jumlah proton + jumlah neutron

= nomor atom (Z) + jumlah neutron

Isotop adalah atom dari unsur yang sama (X) dengan jumlah neutron berbeda di dalam inti

XAZ

H11 H (D)2

1 H (T)31

U23592 U238

92

Nomor massa

Nomor AtomSimbol unsur

6 proton, 8 (14 - 6) neutrons, 6 electrons

6 protons, 5 (11 - 6) neutrons, 6 electrons

Apakah kamu mengerti Isotop ?

Berapa banyak proton, neutron, dan elektron dalamC14

6 ?

How many protons, neutrons, and electrons are in C11

6 ?

Tabel Periodik

Period

Group

Alkali M

etal

Noble G

as

Halogen

Alkali E

arth Metal

2.4

Chemistry In ActionKelimpahan unsur alami di kulit bumi

Kelimpahan unsur alami di tubuh manusia

2.4

Molekul dan Ion

Molekul adalah gabungan dua atau lebih atom yang tersusun satu dengan yang lainnya dengan ikatan kimia

H2 H2O NH3 CH4

Molekul diatom mengandung hanya dua atom

H2, N2, O2, Br2, HCl, CO

Molekul poliatom mengandung lebih dari dua atom

O3, H2O, NH3, CH4

2.5

UNSUR YANG BERBENTUK MOLEKUL DIATOM

UNSUR YANG BERBENTUK MOLEKUL DIATOMRemember:

BrINClHOFUnsur ini hanya berada sebagai PASANGAN.

Catatan bahwa bila unsur bergabung menbentuk

senyawa, karena tdk berbentuk

unsur maka tidak lagi berpasangan.

Ion adalah atom , atau kelompok atom yang bermuatan positif atau negatif.

kation – ion yang bermuatan positifBila atom neutral kehilangan satu/lebih elektronmaka menjadi kation.

anion – ion yang bermuatan negatifBila atom neutral menerima 1/lebih elektronmaka menjadi anion.

Na 11 proton11 elektron Na+ 11 proton

10 elektron

Cl 17 proton17 elektron Cl-

17 proton18 elektrons

2.5

Pembentukan Kation & Anion

Pembentukan Kation & Anion

Kation dibentuk ketika atom kehilangan satu atau lebih elektron

Anion dibentuk ketika atom memperoleh satu/lebih elektron

Mg --> Mg2+ + 2 e- F + e- --> F-

kation Anion

Ion monatom mengandung hanya satu atom

Ion poliatom tersusun oleh lebih dari satu atom

2.5

Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3-

OH-, CN-, NH4+, NO3

-

13 proton, 10 (13 – 3) elektron

34 proton, 36 (34 + 2) elektron

Apakah anda mengerti tentang ion?

2.5

Berapa banyak proton dan elektron dalam ?Al2713

3+

Berapa banyak proton dan elektron di dalam ?Al7834

2-

2.5

Rumus kimia

Rumus molekul menunjukkan tepat jumlah atom dari setiap unsur pada unit terkecil setiap zat.

Contoh : , ,

• Rumus kimia menyatakan komposisi molekul dan senyawa ionik dalam lambang2 kimia

• Komposisi meliputi unsur dan rasio atom2

Rumus molekul

C6H12O6O3 N2H4

2.6

Model molekul

Rumus empiris menunjukkan rasio keseluruhan atom yang paling sederhana pada suatu zat.

Contoh :

H2O

molekul empiris

C6H12O6 CH2O

O3 O

N2H4 NH2

H2O

Rumus empiris

Senyawa ionik tersusun oleh gabungan kation dan anion

• rumusnya selalu sama dengan rumus empirisnya

• jumlah dari muatan pada kation dan anion setiap unit rumus harus sama dengan nol.

Senyawa ionik NaCl

Rumus senyawa ionik

Rumus Senyawa Ionik

Al2O3

2 x +3 = +6 3 x -2 = -6

Al3+ O2-

CaBr2

1 x +2 = +2 2 x -1 = -2

Ca2+ Br-

Na2CO3

1 x +2 = +2 1 x -2 = -2

Na+ CO32-

Penamaan senyawa

• Senyawa Ion– Sering logam + nonlogam– anion (nonlogam), ditambah “ida” pada nama

unsurnya

BaCl2 barium klorida

K2O potassium oksida

Mg(OH)2 magnesium hidroksida

KNO3 potassium nitrat

2.7

Senyawa ionik

• Senyawa ion transisi logam– Menunjukkan muatan pada logam dengan bil

romawi

FeCl2 2 Cl- -2 maka Fe +2 besi(II) klorida

FeCl3 3 Cl- -3 maka Fe +3 besi(III) klorida

Cr2S3 3 S-2 -6 maka Cr +3 (6/2) kromium(III) sulfida

2.7

• Senyawa Molekul• nonlogam atau nonlogam + metalloid• Nama umum

• H2O, NH3, CH4, C60

• Unsur sebelah kiri tabel periodik disebut pertama

• Unsur yang terbawah dari kelompok disebut pertama

• JIka lebih dari satu senyawa dapat dibentuk dari unsur yang sama , digunakan awalan untuk menunjukkan jumlah setiap jenis atom

• Unsur terakhir diberi akhiran -ida

2.710/19/2009

HI hidrogen iodida

NF3 nitrogen trifluorida

SO2 sulfur dioksida

N2Cl4 dinitrogen tetraklorida

NO2 nitrogen dioksida

N2O dinitrogen monoksida

Senyawa Molekul

TOKSIK!

Gas Tawa

2.7

2.6

Examples of Older Names of Cations formed from Transition Metals

(memorize these!!)

From Zumdahl

Asam dan Basa

Asam dapat didefinisikan sebagai zat yang menghasilkan ion hidrogen (H+) saat dilarutkandi dalam air.

HCl• Zat murni, hidrogen klorida• Dilarutkan dalam air (H+ Cl-), asam klorida

Asam okso yaitu asam yang mengandung hidrogen, oksigen dan unsur yang lain.

HNO3 Asam nitrit

H2CO3 Asam karbonat

H2SO4 Asam sulfur HNO3

Penamaan Asam

2.7

Indonesia - ic-ous

atacid asam

it

Indonesia

(asam perklorat)(asam klorat)(asam klorit)(asam hipoklorit)

(perklorat)(klorat)(klorit)(hipoklorit)

Basa dapat didefinisikan sebagai zat yang menghasilkan ion hidroksida (OH )bila dilarutkan di dalam air

NaOH natrium hidroksida

KOH Kalium hidroksida

Ba(OH)2 barium hidroksida

2.7

Penamaan Basa

-

2.7

Mixed Practice

1. Dinitrogen monoksida2. Kalium sulfida3. tembaga (II) nitrat4. Diklor heptoksida5. Chromium (III) sulfat6. Ferri sulfit7. Kalsium oksida8. Barium karbonat9. Iod monoklorida

1. N2O

2. K2S

3. Cu(NO3)2

4. Cl2O7

5. Cr2(SO4)3

6. Fe2(SO3)3

7. CaO

8. BaCO3

9. ICl

Mixed Practice

1. BaI2

2. P4S3

3. Ca(OH)2

4. FeCO3

5. Na2Cr2O7

6. I2O5

7. Cu(ClO4)2

8. CS2

9. B2Cl4

1. Barium iodida2. Tetrafosforus trisulfida3. Kalsium hidroksida4. Besi (II) karbonat5. Natrium dikromat6. Diiodium pentoksida7. Kupri perklorat8. Karbon disulfida9. Diboron tetraklorida

Contoh soal :

1. Define these terms: (a) particle, (b) particle,( )c ray, (d) X ray.

2. For each of these species, determine the number ofprotons and the number of neutrons in the nucleus:

3. Write the appropriate symbol for each of these isotopes:(a)Z 11, A 23; (b) Z 28, A 64.

4.

6. What is an ionic compound? How is electrical neutrality maintained in an ionic compound?

7. Write the molecular formula of ethanol. The colorcodes are: black (carbon), red (oxygen), and gray(hydrogen).

5.

8. Group the following elements in pairs that youwould expect to show similar chemical properties:K, F, P, Na, Cl, and N.

9. The formula for calcium oxide is CaO. What are the formulas for magnesium oxide and strontium oxide?

10.